CN114055995A - 车轮转速测量组件和轮毂驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车轮转速测量组件和轮毂驱动系统，车轮转速测量组件包括轮毂轴承(B)、同步轴(10)和编译器(30)，轮毂轴承(B)包括中轴(B1)和外圈(B2)，中轴(B1)为具有内腔(B1a)的空心轴，中轴(B1)用于与车辆悬架抗扭地连接，外圈(B2)套设于中轴(B1)的第一端，外圈(B2)能够受驱动而相对于中轴(B1)转动，外圈(B2)用于与轮毂抗扭地连接，同步轴(10)设置于内腔(B1a)中，同步轴(10)的靠近第一端的端部与外圈(B2)抗扭地连接，编译器(30)安装于同步轴(10)的远离第一端的端部。根据本发明的车轮转速测量组件结构简单、能直接测量车轮转速。根据本发明的轮毂驱动系统，其输出的转速能被准确测量且其尺寸小巧。

Description

车轮转速测量组件和轮毂驱动系统
技术领域
本发明涉及轮毂驱动系统，还涉及轮毂驱动系统中用于测量车轮转速的车轮转速测量组件。
背景技术
轮毂驱动是电驱动车辆的一种方式。通常，轮毂驱动系统将驱动组件和制动组件都集成在轮辋的内侧，其中，驱动组件包括驱动电机、齿轮减速器和轮毂轴承。
图1是一种可能的轮毂驱动系统的示意图，其包括驱动电机W1、减速器W2、轮毂轴承W3和制动器W4。来自驱动电机W1的扭矩通过减速器W2传递给轮毂轴承W3，螺栓W5将轮毂轴承W3的外圈的法兰部与轮毂相连，从而进一步将扭矩传递给车轮。其中，轮辋的转速与车轮的转速相同。
由于轮毂驱动系统和轮辋之间的空间有限，很难设置传感器直接测量车轮的转速。因此通常只能间接测量车轮转速，例如通过角度传感器测量驱动电机W1的转速来计算车轮的转速。
间接的测量方式由于存在例如信号精度不高、信号传输存在延时等问题，所获得的车轮转速与实际转速之间可能存在较大的误差，这对轮毂驱动系统的安全性构成了威胁。
发明内容
本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种车轮转速测量组件和轮毂驱动系统。
根据本发明的第一方面，提供一种车轮转速测量组件，其用于测量受轮毂驱动系统驱动的车轮的转速，所述车轮转速测量组件包括轮毂轴承、同步轴和编译器，其中，
所述轮毂轴承包括中轴和外圈，所述中轴为在轴向上具有贯通的内腔的空心轴，所述中轴用于与车辆悬架不能相对转动地连接，
所述外圈套设于所述中轴的第一端，所述外圈能够受所述轮毂驱动系统的电机的驱动而相对于所述中轴转动，所述外圈用于与轮毂不能相对转动地连接，
所述同步轴设置于所述内腔中，所述同步轴的靠近所述第一端的端部与所述外圈不能相对转动地连接，
所述编译器安装于所述同步轴的远离所述第一端的端部，所述编译器能够被传感器识别从而测量所述车轮的转速。
在至少一个实施方式中，所述测量组件还包括同步盖，所述同步盖与所述外圈不能相对转动地安装于所述外圈的一端，所述同步轴与所述同步盖不能相对转动地连接。
在至少一个实施方式中，所述同步盖的朝向所述内腔的一侧形成有连接槽，所述同步轴的朝向所述同步盖的一端形成连接部，所述连接部伸入所述连接槽内，从而所述同步盖能够带着所述同步轴相对于所述中轴转动。
在至少一个实施方式中，所述测量组件还包括支架，所述支架具有中孔而呈环形，所述支架设置于所述内腔内并与所述中轴不能相对转动地连接，所述同步轴穿过所述中孔，所述同步轴在径向上得到所述支架的支承。
在至少一个实施方式中，所述同步轴和所述支架的内周壁之间设有轴承。
在至少一个实施方式中，所述同步轴具有轴肩，所述支架的所述内周壁具有向径向外侧凹进的环形的定位部，所述轴承设置于所述轴肩和所述定位部之间。
在至少一个实施方式中，所述轴承有两个，在所述轴向上，两个所述轴承设置于所述支架的两个端部。
在至少一个实施方式中，所述轴承为采用润滑脂润滑、或具有自润滑功能的滑动轴承。
在至少一个实施方式中，所述测量组件还包括尾盖，所述尾盖安装在所述中轴的远离所述第一端的端部以封闭所述内腔。
根据本发明的第二方面，提供一种轮毂驱动系统，包括驱动电机和减速器，还包括根据本发明的车轮转速测量组件，
所述驱动电机的转子和所述减速器的输入端不能相对转动地连接，所述车轮转速测量组件的所述轮毂轴承的所述外圈和所述减速器的输出端不能相对转动地连接。
根据本发明的车轮转速测量组件结构简单、能直接测量车轮转速且空间利用合理。
根据本发明的轮毂驱动系统，其输出的转速能被准确测量且其尺寸小巧。
附图说明
图1是一种可能的轮毂驱动系统的示意图。
图2是根据本发明的一个实施方式的车轮转速测量组件的沿轴向的剖视图。
图3是根据本发明的一个实施方式的车轮转速测量组件的同步盖的示意图。
图4是根据本发明的一个实施方式的车轮转速测量组件的同步轴的示意图。
图5是根据本发明的一个实施方式的车轮转速测量组件的支架的示意图。
图6是图5的沿轴向的剖视图。
附图标记说明：
W1驱动电机；W2减速器；W3轮毂轴承；W4制动器；W5螺栓；
B轮毂轴承；B1中轴；B1a内腔；B2外圈；
10同步轴；11连接部；12轴肩；13编译器安装部；
20同步盖；21连接台；211连接槽；
30编译器；40支架；41中孔；42定位部；
50尾盖；60轴承。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。
除非特别说明，参照图2，A表示车轮转速测量组件的轴向，该轴向A与车轮转速测量组件中的轮毂轴承B的轴向一致；R表示车轮转速测量组件的径向，该径向R与车轮转速测量组件中的轮毂轴承B的径向一致。
参照图2至图6介绍根据本发明的车轮转速测量组件。该车轮转速测量组件属于轮毂驱动系统的一部分，其用于测量受轮毂驱动系统驱动的车轮的转速。
在本实施方式中，车轮转速测量组件包括轮毂轴承B、同步轴10、同步盖20、编译器30、支架40、尾盖50和轴承60。
轮毂轴承B包括中轴B1、外圈B2和设置于中轴B1与外圈B2之间的滚动体。
中轴B1为在轴向A上贯通的空心轴。中轴B1固定于轮毂驱动系统的壳体，壳体固定于车辆的悬架，或者说中轴B1与车辆的悬架抗扭地(不能相对转动地)连接。
外圈B2套设在中轴B1的一个端部并能相对于中轴B1转动，外圈B2用于连接轮毂和减速器(图未示)的输出端，从而使来自轮毂驱动系统的驱动电机(图未示)的扭矩能依次通过减速器和外圈B2而传递给轮毂。在轴向A上，外圈B2的长度小于中轴B1的长度。为下文表述方便，将外圈B2所在的中轴B1的端部称为中轴B1的第一端。
在本实施方式中，外圈B2在轴向A上靠近第一端的外周具有向径向R的外侧凸出的法兰部，轮毂(图未示)可以通过螺栓W5而与法兰部连接。
优选地，为方便滚动体和外圈B2的在中轴B1上的轴向定位，中轴B1在轴向A上的靠近第一端的区段的外径小于远离第一端的区段的外径。
同步盖20安装于外圈B2的靠近中轴B1的第一端的端部，并且同步盖20与外圈B2抗扭地连接(例如通过螺纹连接或过盈配合地连接)。
同步盖20的朝向中轴B1的内腔B1a的侧壁设有向内腔B1a凸出的连接台21，连接台21的中部凹进而形成连接槽211，连接槽211用于连接下文将进一步介绍的同步轴10。
同步盖20既起到了连接同步轴10和外圈B2的作用，还起到了在端部密封轮毂轴承B的作用、以防止例如飞溅的污水等污染物进入轮毂轴承B的内部。
同步轴10设置于中轴B1的内腔B1a中。同步轴10的一端与同步盖20抗扭地连接于连接槽211。具体地，同步轴10的这个端部形成具有特殊截面形状的连接部11，连接部11的截面形状与连接槽211的截面形状相同。
在本实施方式中，连接部11的垂直于轴向A的截面呈腰形，其例如通过沿轴向切割同步轴10的端部而形成。腰形的两个平面部之间的距离大致等于连接槽211的宽度，从而连接部11能伸入连接槽211中并与连接槽211的侧壁紧密配合。应当理解，连接部11和连接槽211的截面还可以是其它形状，本发明对此不作限制。
通过这种方式，同步盖20能带动同步轴10同步地转动，又由于同步盖20与外圈B2同步转动、车轮与外圈B2同步转动，因此，同步轴10的转动是同步于车轮的。
同步轴10的远离连接部11的端部设有编译器30，编译器30与同步轴10抗扭地连接。由于上述端部远离外圈B2和轮辋，因此有足够的空间可以设置编译器30，并且用于探测编译器30的转动信号的传感器可以方便地设置在附近的车辆悬架上。传感器所测量的编译器30的转速即为车轮的转速。
在本实施方式中，编译器30呈环形，同步轴10的远离连接部11的端部被设置成具有较大外径的编译器安装部13，环形的编译器30套设于编译器安装部13，编译器30与编译器安装部13例如通过过盈配合的方式压装、或者通过螺纹连接的方式安装。
为稳定地支承同步轴10，内腔B1a内设有支架40，支架40与中轴B1抗扭地连接。
支架40呈环形，支架40的外周壁与同步轴10的限定内腔B1a的内周壁形成过盈配合。
同步轴10穿过支架40的中孔41，支架40的内周壁和同步轴10之间设有轴承60。优选地，轴承60为滑动轴承。
在本实施方式中，轴承60有两个，它们分别设置在支架40的两个轴向端部。同步轴10的安装轴承60的轴向区域形成轴肩12，支架40的内周壁在两个轴向端部处向径向外侧凹进地形成两个环形的定位部42。轴承60的内圈安装于轴肩12处、轴承60的外圈安装于定位部42。
优选地，为了方便支架40的安装，中轴B1的远离第一端的部分具有更大的内径，即，内腔B1a在安装支架40的部分具有更大的内径、使得内腔B1a形成一端大一端小的形状。
中轴B1的远离第一端的端部设有尾盖50，尾盖50用于在该端部将内腔B1a封闭，从而能阻止例如飞溅的污水等污染物进入内腔B1a、甚至进一步通过内腔B1a流至中轴B1的第一端而进入轮毂轴承B的内部。在本实施方式中，尾盖50嵌设于中轴B1的内周壁。
由于内腔B1a被两个盖封闭住而不方便给轴承60补充润滑剂，因此轴承60优选使用润滑脂润滑，或者轴承60优选是具有自润滑功能的轴承。
应当理解，用于感测编译器30的信号的传感器可以设置于该中轴B1的外部，例如安装在车辆悬架上。该传感器可以作为或不作为本申请的车轮转速测量组件的一部分。
本发明至少具有以下优点中的一个优点：
(i)根据本发明的车轮转速测量组件能直接测量车轮的转速，所获取的转速信号直接而可靠。
(ii)编译器30被收容在封闭的内腔B1a内，不容易受到污损。
(iii)编译器30可以是常规的测量转速用的传感器的编译器。
(iv)根据本发明的车轮转速测量组件有效利用了轮毂驱动系统的内部空间，可以不需要占用原轮毂驱动系统的额外的空间。
当然，本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员在本发明的教导下可以对本发明的上述实施方式做出各种变型，而不脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种车轮转速测量组件，其用于测量受轮毂驱动系统驱动的车轮的转速，所述车轮转速测量组件包括轮毂轴承(B)、同步轴(10)和编译器(30)，其中，
所述轮毂轴承(B)包括中轴(B1)和外圈(B2)，所述中轴(B1)为在轴向(A)上具有贯通的内腔(B1a)的空心轴，所述中轴(B1)用于与车辆悬架不能相对转动地连接，
所述外圈(B2)套设于所述中轴(B1)的第一端，所述外圈(B2)能够受所述轮毂驱动系统的电机的驱动而相对于所述中轴(B1)转动，所述外圈(B2)用于与轮毂不能相对转动地连接，
所述同步轴(10)设置于所述内腔(B1a)中，所述同步轴(10)的靠近所述第一端的端部与所述外圈(B2)不能相对转动地连接，
所述编译器(30)安装于所述同步轴(10)的远离所述第一端的端部，所述编译器(30)能够被传感器识别从而测量所述车轮的转速。
2.根据权利要求1所述的车轮转速测量组件，其特征在于，所述测量组件还包括同步盖(20)，所述同步盖(20)与所述外圈(B2)不能相对转动地安装于所述外圈(B2)的一端，所述同步轴(10)与所述同步盖(20)不能相对转动地连接。
3.根据权利要求2所述的车轮转速测量组件，其特征在于，所述同步盖(20)的朝向所述内腔(B1a)的一侧形成有连接槽(211)，所述同步轴(10)的朝向所述同步盖(20)的一端形成连接部(11)，所述连接部(11)伸入所述连接槽(211)内，从而所述同步盖(20)能够带着所述同步轴(10)相对于所述中轴(B1)转动。
4.根据权利要求1所述的车轮转速测量组件，其特征在于，所述测量组件还包括支架(40)，所述支架(40)具有中孔(41)而呈环形，所述支架(40)设置于所述内腔(B1a)内并与所述中轴(B1)不能相对转动地连接，所述同步轴(10)穿过所述中孔(41)，所述同步轴(10)在径向(R)上得到所述支架(40)的支承。
5.根据权利要求4所述的车轮转速测量组件，其特征在于，所述同步轴(10)和所述支架(40)的内周壁之间设有轴承(60)。
6.根据权利要求5所述的车轮转速测量组件，其特征在于，所述同步轴(10)具有轴肩(12)，所述支架(40)的所述内周壁具有向径向外侧凹进的环形的定位部(42)，所述轴承(60)设置于所述轴肩(12)和所述定位部(42)之间。
7.根据权利要求6所述的车轮转速测量组件，其特征在于，所述轴承(60)有两个，在所述轴向(A)上，两个所述轴承(60)设置于所述支架(40)的两个端部。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的车轮转速测量组件，其特征在于，所述轴承(60)为采用润滑脂润滑、或具有自润滑功能的滑动轴承。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的车轮转速测量组件，其特征在于，所述测量组件还包括尾盖(50)，所述尾盖(50)安装在所述中轴(B1)的远离所述第一端的端部以封闭所述内腔(B1a)。
10.一种轮毂驱动系统，包括驱动电机和减速器，其特征在于，所述轮毂驱动系统还包括根据权利要求1至9中任一项所述的车轮转速测量组件，
所述驱动电机的转子和所述减速器的输入端不能相对转动地连接，所述车轮转速测量组件的所述轮毂轴承(B)的所述外圈(B2)和所述减速器的输出端不能相对转动地连接。
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